3.禽畜粪便
当前世界上单由粪便产生的能量约为20EJ(而dos&Han,1994)。然而,由于存在过多的影响因素,如,禽畜粪便的种类、地点、喂食状况等,因此该数字并不是一成不变的。这些差异存在的原因可归结于缺乏一个统一的计算准则。此外,除了在特定的环境之下,禽畜粪便是否应当在大范围内用作能源使用也是存有疑问的,这是因为:
(1)禽畜粪便有可能存在其他非能源的用途,如作为肥料可能会对农业带来更大的价值;
(2)禽畜粪便并不是理想的燃料,因此,当有可能时,人们倾向于用更好的油类燃料来替代它;
(3)出于对环境的考虑,如果把禽畜粪便用于肥料的话也许会更容易被人接受。
4.能源作物
在过去的十几年中,已经有人做过大量的研究来估计全球范围内能源作物的发展前景,其面积范围大概为1~10亿公顷。据估计,10亿公顷面积的能源作物每年可以产生大约267EJ的能量。但是,考虑到如下因素,如土地的供应状况、燃料用途与食物用途的冲突、气候影响、土地质量下降带来的更高的投资、土地使用权等等,因此,这么大范围的能源作物的估计是有偏差的。最有可能的情况是在以上所提范围的下限值,如1~3亿公顷。
对比上面几种原料来源,不论是农林业废弃物还是禽畜粪便均属其他行业相关副产品,作为生产原料存在来源分散,收集运输环节易复杂化、额外投入多等问题。从大规模发电能源供应方面来看,这类原料目前只适合作为能源再生利用的能源辅助原料,若要从根本上满足生物质能源发电的集中能源供应还应从能源作物方面着手。当前的能源作物一类是用来提取生物柴油以及生产生物酒精的含油较高或含淀粉较高的作物,这类作物的产品通常提供给需要液体燃料的地方直接使用;另一类则是作为直燃燃料的作物,又可划分为以象草等能源草为代表的草本能源作物和能源林类木本能源作物。两者相比较,木本能源作物灰分相对较少,热值普遍较高(目前主要能源草其热值通常在14-15MJ/kg,而主要木本能源树种其热值最低也达到16MJ/kg以上),且生物质产出较能源草应用范围更广,故更适合作为生物质直燃发电的原料。
五、生物质发电能源林
木本植物是生物能源的主体,是最古老的能源物质。国际社会普遍关注并大力发展能源林,目的是通过利用选育出的速生、高产、高热值或高产油量的能源树种种质资源,以定向优化集约栽培技术获取高产能源收获物,通过加工利用替代化石能源,解决目前世界性的能源危机问题。其中以生物发电为主要用途的能源林主要是指采取高密度、超短轮伐期的集约经营技术,种植和培育高热值、速生、萌蘖能力强、抗病虫害强的乔木、灌木人工林,主要利用其木材发电。1976年瑞典率先启动了瑞典能源林业工程,以柳树(Salix L. )与杨树( Populus L. )作为主要能源树种,目前其能源供应的15%来自于生物质能。随后,在80年代,法国以杨树、桉树( Eucalyptus) 、巨杉(Sequoiaden2d ron gigantea) 、梧桐( Firm iana sim plex ) 、柳树等作为能源树种,杨树能源林每年每公顷可生产鲜物质25~30 t (合12~15 t干物质) ,桉树每年每公顷可生产鲜物质17~21 t (合12 ~15 t干物质) ,巨杉每年每公顷可生产20 m3 。而美国主要以柳树、杨树、桉树、美洲苏合香(L iquidam 2bar styracif lua ) 、美国印第安纳枫( Acer sacca2rum ) 、一球悬铃木( Pla tanus occidentalis) 与刺槐(Robinia pseudoacacia ) 等作为能源树种。丹麦、芬兰、英国、加拿大、澳大利亚等国家广泛开展生物发电,涉及的树种主要包括柳树、杨树、桉树等。目前,我国国能生物发电公司在山东单县建设的生物发电厂,也已经开始营造包括紫穗槐(Am or2pha fruticosa L. ) 、柳树、刺槐等在内的能源树种试验林,拟作为燃料的补充来源。
良种选育对能源林生产力的影响很大。Sims等在桉树能源林树种和种源选择试验中发现,生长表现最好的树种与最差的相差20多倍,对多枝桉( E. viminalis)的10个种源的试验中发现,最差的种源生长率是最快的一半。因此,各国非常重视能源林良种选育,欧洲各国在杨树和柳树、澳大利亚等国在桉树的能源林良种选育方面做了大量工作。一般来说,燃料能源林树种选育的目标为速生、萌蘖能力强、高生物量与抗逆性强等。
目前普遍被用做燃料能源林的树种以杨树、桉树、柳树等为主:
1.杨树
来源:中国新能源发电网